高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103065523103065523B(45)授权公告日2014.12.31(21)申请号201210564158.2(22)申请日2012.12.21(73)专利权人清华大学地址100084北京市海淀区清华园北京100084-82信箱(72)发明人任成杨星团李聪新刘志勇姜胜耀张作义吴宗鑫(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人王莹(51)Int.Cl.G09B23/00(2006.01)审查员张瑜琦权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置(57)摘要本发明公开了一种高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置，其特征在于，该装置包括：加热体、均温套筒、保温层和炉体，所述加热体套装于所述均温套筒内，所述加热体与所述均温套筒间存在缝隙，所述保温层包括上保温层、下保温层、侧保温层，所述均温套筒的顶端和底端分别与上保温层和下保温层接触，所述下保温层和侧保温层沿炉体的内壁设置，所述均温套筒侧壁与所述保温层之间形成密闭空腔。本发明的高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置，能够模拟反应堆内部的高温碳还原环境，使测试区内能够覆盖高温气冷堆从正常运行到极限事故条件下的全部温度范围。CN103065523BCN103652BCN103065523B权利要求书1/1页1.一种高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置，该装置包括：加热体、均温套筒、保温层和炉体，所述加热体套装于所述均温套筒内，所述加热体与所述均温套筒间存在缝隙，所述保温层包括上保温层、下保温层、侧保温层，所述加热体和均温套筒为石墨材料，其特征在于，所述均温套筒的顶端和底端分别与上保温层和下保温层接触，所述下保温层和侧保温层沿炉体的内壁设置，所述均温套筒侧壁与所述保温层之间形成密闭空腔；其中，所述上保温层为软质碳毡，所述下保温层和侧保温层为硬质碳毡；其中，该装置设置有测温组件，所述测温组件设置在所述密闭空腔内，所述测温组件采用锻打钼管作为保护套管的钨铼热电偶；其中，该装置还设置有液压升降系统，用于加热体、均温套筒、保温层的拆卸；该装置还设置有电源，所述电源与加热体连接，所述电源采用直流电源。2.权利要求1所述的高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置，其特征在于，所述炉体顶部设置有炉盖，所述上保温层与所述炉盖之间存在空隙，所述炉盖通过密封法兰与所述炉体连接。3.权利要求1所述的高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置，其特征在于，所述炉体的炉壁为中空的双层结构。4.权利要求1所述的高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置，其特征在于，该装置还设置有冷却水系统，所述冷却水系统与所述炉体连接。5.权利要求1所述的高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置，其特征在于，所述密闭空腔通过通孔或导管与炉体外部的抽真空系统和氦气罐连接。6.权利要求1所述的高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置，其特征在于，该装置还设置有数据采集系统，所述数据采集系统与测温组件连接，用于温度的采集和控制。2CN103065523B说明书1/3页高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置技术领域[0001]本发明涉及高温气冷堆模拟领域，特别涉及一种高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置。背景技术[0002]模块式高温气冷堆是国际公认的新一代先进反应堆。在国家863计划的支持下，清华大学核研院建立了模块式球床高温气冷堆HTR-10，标志着我国在该技术领域步入世界先进行列。如今，大型先进压水堆及高温气冷堆核电站项目被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》16个重大专项之一，发展高温气冷堆技术成为了一项重大的国家战略。高温气冷堆相关材料产业的发展需要提供一个实际高温气冷堆堆内的模拟环境，以实现在实验室内进行材料性能测试研究，进行高温气冷堆技术相关材料的筛选。[0003]高温气冷堆运行时，堆内环境十分严苛。内部构件将承受几百度的高温，堆芯出口温度为750~1000℃，甚至更高。采用氦气作为冷却剂，燃料元件温度在正常运行工况下高达1200℃左右，事故工况下限值温度近1600℃。另外，堆芯内燃料球在循环过程中还会发生摩擦磨损，产生大量石墨粉尘，使反应堆内处于强的碳还原氛围。由此，模拟高温气冷堆堆内环境需要同时具备高温和碳还原两种因素，而这两种因素组合起来对装置本身和内部设备都有很强的腐蚀作用，技术实现非常困难。[0004]因此，针对高温气冷堆堆内温度及碳还原环境的模拟非常困难，对装置的要求非常高。发明内容[0005]（一）要解决的技术问题[0006]本发明要解决的技术问题是：如何提供一种高温气冷堆温度及碳还原环境模拟装置，使其能够模拟反应堆内部的高温碳还原环境，使测试区内能够覆盖高温气冷堆从正常